drivers: cpuquiet: Fix hotplug stats
[linux-3.10.git] / mm / backing-dev.c
1
2 #include <linux/wait.h>
3 #include <linux/backing-dev.h>
4 #include <linux/kthread.h>
5 #include <linux/freezer.h>
6 #include <linux/fs.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/writeback.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <trace/events/writeback.h>
14
15 static atomic_long_t bdi_seq = ATOMIC_LONG_INIT(0);
16
17 struct backing_dev_info default_backing_dev_info = {
18         .name           = "default",
19         .ra_pages       = VM_MAX_READAHEAD * 1024 / PAGE_CACHE_SIZE,
20         .state          = 0,
21         .capabilities   = BDI_CAP_MAP_COPY,
22 };
23 EXPORT_SYMBOL_GPL(default_backing_dev_info);
24
25 struct backing_dev_info noop_backing_dev_info = {
26         .name           = "noop",
27         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_AND_WRITEBACK,
28 };
29 EXPORT_SYMBOL_GPL(noop_backing_dev_info);
30
31 static struct class *bdi_class;
32
33 /*
34  * bdi_lock protects updates to bdi_list. bdi_list has RCU reader side
35  * locking.
36  */
37 DEFINE_SPINLOCK(bdi_lock);
38 LIST_HEAD(bdi_list);
39
40 /* bdi_wq serves all asynchronous writeback tasks */
41 struct workqueue_struct *bdi_wq;
42
43 void bdi_lock_two(struct bdi_writeback *wb1, struct bdi_writeback *wb2)
44 {
45         if (wb1 < wb2) {
46                 spin_lock(&wb1->list_lock);
47                 spin_lock_nested(&wb2->list_lock, 1);
48         } else {
49                 spin_lock(&wb2->list_lock);
50                 spin_lock_nested(&wb1->list_lock, 1);
51         }
52 }
53
54 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
55 #include <linux/debugfs.h>
56 #include <linux/seq_file.h>
57
58 static struct dentry *bdi_debug_root;
59
60 static void bdi_debug_init(void)
61 {
62         bdi_debug_root = debugfs_create_dir("bdi", NULL);
63 }
64
65 static int bdi_debug_stats_show(struct seq_file *m, void *v)
66 {
67         struct backing_dev_info *bdi = m->private;
68         struct bdi_writeback *wb = &bdi->wb;
69         unsigned long background_thresh;
70         unsigned long dirty_thresh;
71         unsigned long bdi_thresh;
72         unsigned long nr_dirty, nr_io, nr_more_io;
73         struct inode *inode;
74
75         nr_dirty = nr_io = nr_more_io = 0;
76         spin_lock(&wb->list_lock);
77         list_for_each_entry(inode, &wb->b_dirty, i_wb_list)
78                 nr_dirty++;
79         list_for_each_entry(inode, &wb->b_io, i_wb_list)
80                 nr_io++;
81         list_for_each_entry(inode, &wb->b_more_io, i_wb_list)
82                 nr_more_io++;
83         spin_unlock(&wb->list_lock);
84
85         global_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh);
86         bdi_thresh = bdi_dirty_limit(bdi, dirty_thresh);
87
88 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT - 10))
89         seq_printf(m,
90                    "BdiWriteback:       %10lu kB\n"
91                    "BdiReclaimable:     %10lu kB\n"
92                    "BdiDirtyThresh:     %10lu kB\n"
93                    "DirtyThresh:        %10lu kB\n"
94                    "BackgroundThresh:   %10lu kB\n"
95                    "BdiDirtied:         %10lu kB\n"
96                    "BdiWritten:         %10lu kB\n"
97                    "BdiWriteBandwidth:  %10lu kBps\n"
98                    "b_dirty:            %10lu\n"
99                    "b_io:               %10lu\n"
100                    "b_more_io:          %10lu\n"
101                    "bdi_list:           %10u\n"
102                    "state:              %10lx\n",
103                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_WRITEBACK)),
104                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_RECLAIMABLE)),
105                    K(bdi_thresh),
106                    K(dirty_thresh),
107                    K(background_thresh),
108                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_DIRTIED)),
109                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_WRITTEN)),
110                    (unsigned long) K(bdi->write_bandwidth),
111                    nr_dirty,
112                    nr_io,
113                    nr_more_io,
114                    !list_empty(&bdi->bdi_list), bdi->state);
115 #undef K
116
117         return 0;
118 }
119
120 static int bdi_debug_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
121 {
122         return single_open(file, bdi_debug_stats_show, inode->i_private);
123 }
124
125 static const struct file_operations bdi_debug_stats_fops = {
126         .open           = bdi_debug_stats_open,
127         .read           = seq_read,
128         .llseek         = seq_lseek,
129         .release        = single_release,
130 };
131
132 static void bdi_debug_register(struct backing_dev_info *bdi, const char *name)
133 {
134         bdi->debug_dir = debugfs_create_dir(name, bdi_debug_root);
135         bdi->debug_stats = debugfs_create_file("stats", 0444, bdi->debug_dir,
136                                                bdi, &bdi_debug_stats_fops);
137 }
138
139 static void bdi_debug_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
140 {
141         debugfs_remove(bdi->debug_stats);
142         debugfs_remove(bdi->debug_dir);
143 }
144 #else
145 static inline void bdi_debug_init(void)
146 {
147 }
148 static inline void bdi_debug_register(struct backing_dev_info *bdi,
149                                       const char *name)
150 {
151 }
152 static inline void bdi_debug_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
153 {
154 }
155 #endif
156
157 static ssize_t read_ahead_kb_store(struct device *dev,
158                                   struct device_attribute *attr,
159                                   const char *buf, size_t count)
160 {
161         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
162         unsigned long read_ahead_kb;
163         ssize_t ret;
164
165         ret = kstrtoul(buf, 10, &read_ahead_kb);
166         if (ret < 0)
167                 return ret;
168
169         bdi->ra_pages = read_ahead_kb >> (PAGE_SHIFT - 10);
170
171         return count;
172 }
173
174 #define K(pages) ((pages) << (PAGE_SHIFT - 10))
175
176 #define BDI_SHOW(name, expr)                                            \
177 static ssize_t name##_show(struct device *dev,                          \
178                            struct device_attribute *attr, char *page)   \
179 {                                                                       \
180         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);            \
181                                                                         \
182         return snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%lld\n", (long long)expr);  \
183 }
184
185 BDI_SHOW(read_ahead_kb, K(bdi->ra_pages))
186
187 static ssize_t min_ratio_store(struct device *dev,
188                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
189 {
190         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
191         unsigned int ratio;
192         ssize_t ret;
193
194         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
195         if (ret < 0)
196                 return ret;
197
198         ret = bdi_set_min_ratio(bdi, ratio);
199         if (!ret)
200                 ret = count;
201
202         return ret;
203 }
204 BDI_SHOW(min_ratio, bdi->min_ratio)
205
206 static ssize_t max_ratio_store(struct device *dev,
207                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
208 {
209         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
210         unsigned int ratio;
211         ssize_t ret;
212
213         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
214         if (ret < 0)
215                 return ret;
216
217         ret = bdi_set_max_ratio(bdi, ratio);
218         if (!ret)
219                 ret = count;
220
221         return ret;
222 }
223 BDI_SHOW(max_ratio, bdi->max_ratio)
224
225 static ssize_t stable_pages_required_show(struct device *dev,
226                                           struct device_attribute *attr,
227                                           char *page)
228 {
229         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
230
231         return snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%d\n",
232                         bdi_cap_stable_pages_required(bdi) ? 1 : 0);
233 }
234
235 #define __ATTR_RW(attr) __ATTR(attr, 0644, attr##_show, attr##_store)
236
237 static struct device_attribute bdi_dev_attrs[] = {
238         __ATTR_RW(read_ahead_kb),
239         __ATTR_RW(min_ratio),
240         __ATTR_RW(max_ratio),
241         __ATTR_RO(stable_pages_required),
242         __ATTR_NULL,
243 };
244
245 static __init int bdi_class_init(void)
246 {
247         bdi_class = class_create(THIS_MODULE, "bdi");
248         if (IS_ERR(bdi_class))
249                 return PTR_ERR(bdi_class);
250
251         bdi_class->dev_attrs = bdi_dev_attrs;
252         bdi_debug_init();
253         return 0;
254 }
255 postcore_initcall(bdi_class_init);
256
257 static int __init default_bdi_init(void)
258 {
259         int err;
260
261         bdi_wq = alloc_workqueue("writeback", WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
262                                               WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
263         if (!bdi_wq)
264                 return -ENOMEM;
265
266         err = bdi_init(&default_backing_dev_info);
267         if (!err)
268                 bdi_register(&default_backing_dev_info, NULL, "default");
269         err = bdi_init(&noop_backing_dev_info);
270
271         return err;
272 }
273 subsys_initcall(default_bdi_init);
274
275 int bdi_has_dirty_io(struct backing_dev_info *bdi)
276 {
277         return wb_has_dirty_io(&bdi->wb);
278 }
279
280 /*
281  * This function is used when the first inode for this bdi is marked dirty. It
282  * wakes-up the corresponding bdi thread which should then take care of the
283  * periodic background write-out of dirty inodes. Since the write-out would
284  * starts only 'dirty_writeback_interval' centisecs from now anyway, we just
285  * set up a timer which wakes the bdi thread up later.
286  *
287  * Note, we wouldn't bother setting up the timer, but this function is on the
288  * fast-path (used by '__mark_inode_dirty()'), so we save few context switches
289  * by delaying the wake-up.
290  *
291  * We have to be careful not to postpone flush work if it is scheduled for
292  * earlier. Thus we use queue_delayed_work().
293  */
294 void bdi_wakeup_thread_delayed(struct backing_dev_info *bdi)
295 {
296         unsigned long timeout;
297
298         timeout = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
299         spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
300         if (test_bit(BDI_registered, &bdi->state))
301                 mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, timeout);
302         spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
303 }
304
305 /*
306  * Remove bdi from bdi_list, and ensure that it is no longer visible
307  */
308 static void bdi_remove_from_list(struct backing_dev_info *bdi)
309 {
310         spin_lock_bh(&bdi_lock);
311         list_del_rcu(&bdi->bdi_list);
312         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
313
314         synchronize_rcu_expedited();
315 }
316
317 int bdi_register(struct backing_dev_info *bdi, struct device *parent,
318                 const char *fmt, ...)
319 {
320         va_list args;
321         struct device *dev;
322
323         if (bdi->dev)   /* The driver needs to use separate queues per device */
324                 return 0;
325
326         va_start(args, fmt);
327         dev = device_create_vargs(bdi_class, parent, MKDEV(0, 0), bdi, fmt, args);
328         va_end(args);
329         if (IS_ERR(dev))
330                 return PTR_ERR(dev);
331
332         bdi->dev = dev;
333
334         bdi_debug_register(bdi, dev_name(dev));
335         set_bit(BDI_registered, &bdi->state);
336
337         spin_lock_bh(&bdi_lock);
338         list_add_tail_rcu(&bdi->bdi_list, &bdi_list);
339         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
340
341         trace_writeback_bdi_register(bdi);
342         return 0;
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(bdi_register);
345
346 int bdi_register_dev(struct backing_dev_info *bdi, dev_t dev)
347 {
348         return bdi_register(bdi, NULL, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));
349 }
350 EXPORT_SYMBOL(bdi_register_dev);
351
352 /*
353  * Remove bdi from the global list and shutdown any threads we have running
354  */
355 static void bdi_wb_shutdown(struct backing_dev_info *bdi)
356 {
357         if (!bdi_cap_writeback_dirty(bdi))
358                 return;
359
360         /*
361          * Make sure nobody finds us on the bdi_list anymore
362          */
363         bdi_remove_from_list(bdi);
364
365         /* Make sure nobody queues further work */
366         spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
367         clear_bit(BDI_registered, &bdi->state);
368         spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
369
370         /*
371          * Drain work list and shutdown the delayed_work.  At this point,
372          * @bdi->bdi_list is empty telling bdi_Writeback_workfn() that @bdi
373          * is dying and its work_list needs to be drained no matter what.
374          */
375         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, 0);
376         flush_delayed_work(&bdi->wb.dwork);
377         WARN_ON(!list_empty(&bdi->work_list));
378
379         /*
380          * This shouldn't be necessary unless @bdi for some reason has
381          * unflushed dirty IO after work_list is drained.  Do it anyway
382          * just in case.
383          */
384         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
385 }
386
387 /*
388  * This bdi is going away now, make sure that no super_blocks point to it
389  */
390 static void bdi_prune_sb(struct backing_dev_info *bdi)
391 {
392         struct super_block *sb;
393
394         spin_lock(&sb_lock);
395         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
396                 if (sb->s_bdi == bdi)
397                         sb->s_bdi = &default_backing_dev_info;
398         }
399         spin_unlock(&sb_lock);
400 }
401
402 void bdi_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
403 {
404         struct device *dev = bdi->dev;
405
406         if (dev) {
407                 bdi_set_min_ratio(bdi, 0);
408                 trace_writeback_bdi_unregister(bdi);
409                 bdi_prune_sb(bdi);
410
411                 bdi_wb_shutdown(bdi);
412                 bdi_debug_unregister(bdi);
413
414                 spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
415                 bdi->dev = NULL;
416                 spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
417
418                 device_unregister(dev);
419         }
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(bdi_unregister);
422
423 static void bdi_wb_init(struct bdi_writeback *wb, struct backing_dev_info *bdi)
424 {
425         memset(wb, 0, sizeof(*wb));
426
427         wb->bdi = bdi;
428         wb->last_old_flush = jiffies;
429         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_dirty);
430         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_io);
431         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_more_io);
432         spin_lock_init(&wb->list_lock);
433         INIT_DELAYED_WORK(&wb->dwork, bdi_writeback_workfn);
434 }
435
436 /*
437  * Initial write bandwidth: 100 MB/s
438  */
439 #define INIT_BW         (100 << (20 - PAGE_SHIFT))
440
441 int bdi_init(struct backing_dev_info *bdi)
442 {
443         int i, err;
444
445         bdi->dev = NULL;
446
447         bdi->min_ratio = 0;
448         bdi->max_ratio = 100;
449         bdi->max_prop_frac = FPROP_FRAC_BASE;
450         spin_lock_init(&bdi->wb_lock);
451         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
452         INIT_LIST_HEAD(&bdi->work_list);
453
454         bdi_wb_init(&bdi->wb, bdi);
455
456         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++) {
457                 err = percpu_counter_init(&bdi->bdi_stat[i], 0);
458                 if (err)
459                         goto err;
460         }
461
462         bdi->dirty_exceeded = 0;
463
464         bdi->bw_time_stamp = jiffies;
465         bdi->written_stamp = 0;
466
467         bdi->balanced_dirty_ratelimit = INIT_BW;
468         bdi->dirty_ratelimit = INIT_BW;
469         bdi->write_bandwidth = INIT_BW;
470         bdi->avg_write_bandwidth = INIT_BW;
471
472         err = fprop_local_init_percpu(&bdi->completions);
473
474         if (err) {
475 err:
476                 while (i--)
477                         percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
478         }
479
480         return err;
481 }
482 EXPORT_SYMBOL(bdi_init);
483
484 void bdi_destroy(struct backing_dev_info *bdi)
485 {
486         int i;
487
488         /*
489          * Splice our entries to the default_backing_dev_info, if this
490          * bdi disappears
491          */
492         if (bdi_has_dirty_io(bdi)) {
493                 struct bdi_writeback *dst = &default_backing_dev_info.wb;
494
495                 bdi_lock_two(&bdi->wb, dst);
496                 list_splice(&bdi->wb.b_dirty, &dst->b_dirty);
497                 list_splice(&bdi->wb.b_io, &dst->b_io);
498                 list_splice(&bdi->wb.b_more_io, &dst->b_more_io);
499                 spin_unlock(&bdi->wb.list_lock);
500                 spin_unlock(&dst->list_lock);
501         }
502
503         bdi_unregister(bdi);
504
505         /*
506          * If bdi_unregister() had already been called earlier, the dwork
507          * could still be pending because bdi_prune_sb() can race with the
508          * bdi_wakeup_thread_delayed() calls from __mark_inode_dirty().
509          */
510         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
511
512         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++)
513                 percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
514
515         fprop_local_destroy_percpu(&bdi->completions);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL(bdi_destroy);
518
519 /*
520  * For use from filesystems to quickly init and register a bdi associated
521  * with dirty writeback
522  */
523 int bdi_setup_and_register(struct backing_dev_info *bdi, char *name,
524                            unsigned int cap)
525 {
526         char tmp[32];
527         int err;
528
529         bdi->name = name;
530         bdi->capabilities = cap;
531         err = bdi_init(bdi);
532         if (err)
533                 return err;
534
535         sprintf(tmp, "%.28s%s", name, "-%d");
536         err = bdi_register(bdi, NULL, tmp, atomic_long_inc_return(&bdi_seq));
537         if (err) {
538                 bdi_destroy(bdi);
539                 return err;
540         }
541
542         return 0;
543 }
544 EXPORT_SYMBOL(bdi_setup_and_register);
545
546 static wait_queue_head_t congestion_wqh[2] = {
547                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[0]),
548                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[1])
549         };
550 static atomic_t nr_bdi_congested[2];
551
552 void clear_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
553 {
554         enum bdi_state bit;
555         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
556
557         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
558         if (test_and_clear_bit(bit, &bdi->state))
559                 atomic_dec(&nr_bdi_congested[sync]);
560         smp_mb__after_clear_bit();
561         if (waitqueue_active(wqh))
562                 wake_up(wqh);
563 }
564 EXPORT_SYMBOL(clear_bdi_congested);
565
566 void set_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
567 {
568         enum bdi_state bit;
569
570         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
571         if (!test_and_set_bit(bit, &bdi->state))
572                 atomic_inc(&nr_bdi_congested[sync]);
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(set_bdi_congested);
575
576 /**
577  * congestion_wait - wait for a backing_dev to become uncongested
578  * @sync: SYNC or ASYNC IO
579  * @timeout: timeout in jiffies
580  *
581  * Waits for up to @timeout jiffies for a backing_dev (any backing_dev) to exit
582  * write congestion.  If no backing_devs are congested then just wait for the
583  * next write to be completed.
584  */
585 long congestion_wait(int sync, long timeout)
586 {
587         long ret;
588         unsigned long start = jiffies;
589         DEFINE_WAIT(wait);
590         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
591
592         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
593         ret = io_schedule_timeout(timeout);
594         finish_wait(wqh, &wait);
595
596         trace_writeback_congestion_wait(jiffies_to_usecs(timeout),
597                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
598
599         return ret;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(congestion_wait);
602
603 /**
604  * wait_iff_congested - Conditionally wait for a backing_dev to become uncongested or a zone to complete writes
605  * @zone: A zone to check if it is heavily congested
606  * @sync: SYNC or ASYNC IO
607  * @timeout: timeout in jiffies
608  *
609  * In the event of a congested backing_dev (any backing_dev) and the given
610  * @zone has experienced recent congestion, this waits for up to @timeout
611  * jiffies for either a BDI to exit congestion of the given @sync queue
612  * or a write to complete.
613  *
614  * In the absence of zone congestion, cond_resched() is called to yield
615  * the processor if necessary but otherwise does not sleep.
616  *
617  * The return value is 0 if the sleep is for the full timeout. Otherwise,
618  * it is the number of jiffies that were still remaining when the function
619  * returned. return_value == timeout implies the function did not sleep.
620  */
621 long wait_iff_congested(struct zone *zone, int sync, long timeout)
622 {
623         long ret;
624         unsigned long start = jiffies;
625         DEFINE_WAIT(wait);
626         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
627
628         /*
629          * If there is no congestion, or heavy congestion is not being
630          * encountered in the current zone, yield if necessary instead
631          * of sleeping on the congestion queue
632          */
633         if (atomic_read(&nr_bdi_congested[sync]) == 0 ||
634                         !zone_is_reclaim_congested(zone)) {
635                 cond_resched();
636
637                 /* In case we scheduled, work out time remaining */
638                 ret = timeout - (jiffies - start);
639                 if (ret < 0)
640                         ret = 0;
641
642                 goto out;
643         }
644
645         /* Sleep until uncongested or a write happens */
646         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
647         ret = io_schedule_timeout(timeout);
648         finish_wait(wqh, &wait);
649
650 out:
651         trace_writeback_wait_iff_congested(jiffies_to_usecs(timeout),
652                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
653
654         return ret;
655 }
656 EXPORT_SYMBOL(wait_iff_congested);
657
658 int pdflush_proc_obsolete(struct ctl_table *table, int write,
659                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
660 {
661         char kbuf[] = "0\n";
662
663         if (*ppos) {
664                 *lenp = 0;
665                 return 0;
666         }
667
668         if (copy_to_user(buffer, kbuf, sizeof(kbuf)))
669                 return -EFAULT;
670         printk_once(KERN_WARNING "%s exported in /proc is scheduled for removal\n",
671                         table->procname);
672
673         *lenp = 2;
674         *ppos += *lenp;
675         return 2;
676 }